拉曼光谱反映了样本分子化学键的延伸和弯曲等振动模式的信息,由于其具有穿透力比较强,不受拉曼效应很弱的水的干扰等优势,特别适合生化样本的快速、无损检测。但是普通拉曼光谱信号弱,常借助SERS增强基底,达到增强样本拉曼信号的目的。生化样本由于成分复杂,测试时背景荧光严重,影响特征峰识别,使得SERS光谱解读难度非常大,导致目前SERS光谱在生化样本实际检测中应用较少。据此,本研究提出将具有荧光萃灭作用的石墨烯与SERS增强效应优异的Au复合设计制作新型SERS增强介质,并将其与微流控芯片集成于一体,应用于不同物种血液样本以及临床疾病血液样本的检测和鉴别,结合数理统计方法建立判别模型,为血液种属鉴别和相关疾病血液样本快速诊断等提供新的途径和测试方法。相关研究在拓展拉曼光谱在生化分析中的应用具有明确的研究意义,对疾病诊断、刑侦检测和进出口检验检疫等领域有着非常好的应用前景。本文的主要研究工作及结果如下:1.单层石墨烯@Au的复合纳米SERS基底设计、制备及测试应用设计了ITO@Au NPs-SLG（S_Ⅰ）、ITO@SLG-Au NPs（S_Ⅱ）和ITO@Au NPs-SLG-Au NPs（S_Ⅲ）三种单层石墨烯@Au复合SERS增强基底,对同浓度的R6G测试结果显示S_Ⅲ基底具有最好的SERS增强效果,结合基底SEM图分析,该基底结合了石墨烯较好的化学增强和Au优良的电磁场增强作用,达到了电磁增强与化学增强的协同增强效果,石墨烯的加入还增加了基底的背景荧光萃灭作用和生物相容性。以R6G为模板化合物进行性能评价,S_Ⅲ基底对R6G样本测试检测限可达到1.00×10^-9M,分析增强因子可达4.85×10⁷,对鼠伤寒沙门氏菌、红细胞、白细胞样本的测试中,可使SERS信号增强达到100倍。该SERS基底良好的检测灵敏度和测试重复性,可应用于生物样本的SERS分析和测试。2.集成Au NPs-SLG-Au NPs复合纳米基底的多通道SERS芯片用于人、犬、兔血液鉴别设计并制备了集成SERS纳米增强材料的微流控多通道SERS芯片,该芯片的PDMS盖片上制备了多条毛细管进样通道,而在ITO玻璃底片上集成制备了Au NPs-SLG-Au NPs复合SERS增强材料。将此芯片应用于人血动物血全血的SERS无损检测,在优化的测试条件下,获得了35个人血和35个犬血、35个兔血的SERS光谱。将其中30个人血和30个犬血、30个兔血的SERS光谱进行统计分析并建模,得到一个分类正确率为93.33%的数学模型,并通过未参加建模以外的人血、犬血、兔血各5个进行盲测验证,达到93.33%的正确率,建立了基于SERS光谱的人血动物血鉴别新方法。同时,结果显示人血、动物血的差异特征峰大部分归属于核酸碱基和氨基酸,这与理论上人与动物血液差异较大的是DNA、RNA、蛋白质等结果相符。所建立的血液SERS芯片分析测试新方法,可望在刑侦检测和进出口检验检疫等领域获得应用和推广。3.集成石墨烯@Au复合SERS基底的微流控SERS芯片用于正常人、肝炎病人血浆鉴别设计并制备了集成石墨烯@Au复合SERS基底的微流控SERS芯片,该芯片通过在PDMS盖片上嵌入集成ITO@Au NPs-SLG-Au NPs SERS增强基底,在玻璃表面刻蚀微流体通道和腔体,通过键合获得复合式一体化芯片,用以实现血液样本分离和在线SERS检测。将此芯片应用于正常人血浆、肝炎病人血浆的SERS测试中,实现血液样本无损检测和快速鉴别。在优化的血液分离条件和SERS测试条件下,测试得到了41个正常人和35个肝炎病人的血浆SERS光谱。将其中36个正常人血和30个肝炎病人血血浆的SERS光谱进行基线校正-主成分分析,建立了一个分类正确率为95.50%的数学模型,通过对加入建模以外的5个正常人血和5个肝炎病人血进行盲测验证,正确率达到90.00%,建立了基于SERS光谱的正常人血和肝炎病人血浆鉴别新方法。同时,结果显示大部分病人SERS光谱特征峰升高的部分来源于丙氨酸等氨基酸,降低的部分来源于球蛋白等蛋白质,这与理论上肝功能损伤转氨酶升高引起氨基酸升高,肝细胞受损阻碍蛋白质的合成是相符的。所建立的血液SERS分析新方法,在疾病诊断、和疾病普查领域具有良好应用前景。